小井径超千米竖井快速施工的质量与安全管理

黄明健，王少文

(湖南涟邵建设工程(集团)有限责任公司， 湖南 娄底市 417000)

0 引 言

随着浅部资源已逐渐枯竭，国内外各类矿山已逐渐进入深部开采，相应地，我国目前已建成的千米竖井逐年增多，甘肃金川集团有限公司二矿区18行副竖井深度1165.5 m[1]，徐州张小楼煤矿主、副井筒全深分别为1078 m和1095 m[2]，国内最深竖井是辽宁本溪龙新矿业有限公司思山岭铁矿风井[3]，井筒深度1458 m，净直径7.5 m。对于新建竖井开拓矿井，其井筒施工是所有矿井建设工作的起点，同时也是所有工作的难点和重点，也是缩短矿井建设总工期的关键[4]。目前对超深竖井井筒快速施工技术研究较多，但较少涉及竖井施工的质量与安全管理问题[5]，应该看到，安全生产是保证施工工期的基本条件，安全与质量是任何建设工程项目施工中永恒的主题，只有在安全优质的条件下施工，缩短竖井井筒建设工期才是有意义的。

玉溪大红山矿业有限公司二期工程废石箕斗竖井井筒深度1279 m，井筒净直径5.5 m，相同井径条件下，是目前云南省乃至全国金属矿最深的立井。该竖井井筒断面小深度大，但整个竖井正常段井筒建设工期14个月，平均月进尺83.5 m，其中连续六个月进尺均超过100 m，最高月进尺达到110.5 m，没有发生轻伤以上的施工安全事故，刷新了云南省竖井施工新记录，实现了连续优质快速施工。该箕斗竖井施工之所以能高效与优质，一方面与其施工机械合理配套、技术创新等因素有关，另一方面是与科学合理有效地进行组织管理是密不可分的。

1 工程概况

大红山铁矿箕斗竖井位于玉溪大红山矿业有限公司年产400万t/a深部矿井二期采矿系统的主要开拓工程，用于该二期采矿系统的废石提升通道。井筒净直径5.5 m，净断面23. 76 m2，掘进直径6.3 m，掘进断面30.19 m2，混凝土支护壁厚350 mm，设计深度1279 m，其中井颈段30 m。井筒围岩硬度系数f=8～10。

井筒采取短掘短砌混合作业，中深孔爆破，实行正规循环滚班作业，掘砌段高4 m；前期采用一台3.5 m双筒绞车和一台2.5 m单筒绞车提升，后期采用一台3.5 m双筒绞车和一台3 m单筒绞车提升，均配3 m3吊桶，伞钻打眼，0.6 m3中心回转式抓岩机出矸；建立JS-1000强制式搅拌机配以先进的电子自动计量装置的砼集中搅拌站，采用底卸式吊桶下料；应用整体下滑金属模板砌壁；采用凿井设备井壁固定等工艺，充分减少设备布置空间和措施工程；组织多工序混合作业方式，提高正规循环。

2 质量与安全管理的组织机构

为有效控制井筒工程施工的质量、进度和实现安全施工，组建了高效精干、机制灵活、运转流畅的项目部，大红山铁矿箕斗竖井项目部组织结构如图1，采用工业监控电视及计算机辅助施工管理，提高施工管理水平。为消除工程质量通病，严格按照ISO9000质量体系的要求，在项目部设置质量监督检查办，由项目部技术副经理担任质量监督检查办主任，质量监督检查办公室人员配备2～3名质监员。

图1 项目部组织机构

3 施工质量的管理措施

3.1 施工质量保证体系

大红山铁矿箕斗竖井井筒断面较小，对各种工种须有序安排以确保施工质量，因此，针对本工程，建立以项目经理为核心的质量管理体系，成立全面质量管理小组(QC)，设置专职质检员，同时进行全员全过程的管理，各工序班组设兼职质检员。

项目经理对项目部承担的所有工程质量负全责；项目部分管质量的技术副经理对工程质量控制运行过程负责；掘进队班队长对本队及本班施工质量负责；机电负责人及机电技术人员对设备设施运行质量负责；测量人员测量计算成果必须经过两人复核才能作为施测依据，必须采用一、二级导线控制；技术人员应认真审核图纸并组织施工人员进行现场交底；项目部专职质检查员应经常对工程质量日常检查并有权开出质量罚款单；班组兼职质检员对日常质量检查结果应做好质检日志并协助技术人员组织对现场工程实体质量进行每5 d一次工程质量验收。

3.2 施工质量技术保证措施

大红山铁矿箕斗竖井施工过程中对工程缺陷等质量事故做到事事追查及改正，并对整个竖井施工全过程进行质量分析、质量监控，把工程质量问题控制在施工萌芽状态。

(1) 凿岩爆破质量控制。凿岩爆破施工根据现场条件变化对编制的爆破设计方案进行完善和修改，严格按爆破图表进行打眼、装药，实行定人、定钻、定眼位、定时间和定质量的"五定"措施，要求炮眼准、平、直、齐，炮泥优选黄泥材料，确保堵塞质量；爆破后周边残眼率大于70%，两茬炮之间围岩台阶型误差控制在150 mm以内。

(2) 混凝土施工质量控制。混凝土拌制前，应对所用水泥，砂石等原材料进行质量检验。在搅拌站通过电子计量装置来控制砼配合比，成品混凝土要取样和试验；砌壁立模稳模时，设置专职测量人员检查以确保模板中线、水平度和垂直度符合要求，定期检查、校对混凝土模板，发现尺寸变形及时调整，以保证砌壁规格；混凝土浇灌时，分层浇灌分层震捣，保证砌壁接茬质量，施工全程按规定对混凝土进行及时养护。

(3) 机电安装质量控制。机电设备须严把设备材料进场关，检验设备型号、规格、数量符合设计要求，三证齐全。小井径井筒快速施工机电安装应设置以下重要的质量控制点：确保提升机十字中心线、井筒提升中心线与井架天轮中心线的位置匹配，提升机和天轮的平行度、水平度、竖直度等符合要求，确保各管线的焊接质量及密封性，机电安装确保绝缘预防短路。

3.3 施工质量检测

工程质量标准以国家、行业有关建筑工程施工及验收规范为依据，大红山铁矿箕斗竖井建成后达到的质量要求：建成后井筒总涌水量<6 m3/h，井壁不得有明显出水点；井壁平整不得有错茬现象， 检查井壁凸凹要用3 m长直尺靠在井壁任何一处，直尺与井壁间隙不得超过3 cm；井壁接茬密实不漏水。

4 施工安全的管理措施

4.1 安全管理机构及制度

大红山铁矿箕斗竖井施工过程中严格执行安全管理制度，消除违章作业等不安全因素，杜绝人身死亡事故、群伤事故和重大设备伤害事故，从开工至井筒到底，未发生人身安全事故。

项目部配置安全副经理和专职安全员各一名，施工班组各配置一名群安员，在安全副经理管理下，由专职安全员和群安员开展各项施工安全管理。

根据各工序工种建立健全安全生产责任制和岗位责任制及相关技术操作规程，关键工序必须持证上岗；严格执行“一工程一措施”制度，每周每月进行定期和不定期的安全检查，坚决制止“三违”；强化各工种的安全技术培训，坚持党、政、工、青齐抓共管，定期组织施工安全知识学习和考核，提高各工序作业人员识灾、防灾的能力，做到防患于未然。

4.2 安全管理措施

(1) 个人安全预防。各工序作业人员下井均须戴安全帽等个人防护用品并须配戴安全保险带；严禁下井人员喝酒，保持良好精神状态，严禁井下睡觉或打磕睡，严禁在井下打闹；竖井上下，须文明乘坐吊桶，及时扣靠保险带，须服从井口信号工安排，严禁超员乘坐；在员工间形成“自保、互保、联保”的良好氛围。

(2) 爆破安全管理。爆破是竖井施工的关键工序，执行火工品领退制度，做到随用随领；在井筒运送爆破材料和装药时，只允许放炮人员、信号工、 看盘工和水泵司机在井下，其他人员都须撤至地面；装药前，必须切断井下总电源，为防止杂散电流引起早爆，金属设施须提高10 m以上；放炮前所有人员撤到安全地点，发出放炮信号5 s之后才可引爆。

(3) 设备安全操作管理。根据各工序设备设施操作规程施工，相关制度规范须挂牌明示；专职人员须每天检查吊桶、天轮、井架、钢丝绳、钩头等提升装置和提升绞车的各部分，每天一检，公司机电部门每月还须组织检查一次；严格执行停、送电审批制度，停、送电必须经由分管副经理负责审批；为杜绝雷击事故，年初须编制防雷电计划，做好防雷电布署；所有电气设备都配有三大保护装置；井下供电严禁采用中性点直接接地的变压器。

(4) 防治水安全管理。根据水文地质资料，坚持“有疑必探，先探后掘”的探水原则，采取以防、堵为主的综合治水方法，努力实现打干井；探水打钻前，须做好安全防务工作，水泵排水能力>40 m3/h，安全梯通畅，孔口管安设好突水防喷装置，防止突水淹井事故；探水时，应由水文地测人员和防探水负责人亲临现场指挥。

(5)预防措施及紧急预案。大红山铁矿箕斗竖井项目部成立应急领导小组，随时应对和处置各种突发情况。安全、生产副经理负责处置突发情况全过程的安全监督把关，保证方案、措施及其现场实施的绝对安全可靠；井下一旦发生突发情况，现场人员应立即向当班班队长和值班领导汇报，同时向项目部地面调度值班室汇报。项目经理作为应急处理的总指挥，接到紧急报告后，应迅速到达指挥岗位，立即启动应急处置预案，展开有关救援与抢险的组织指挥工作。应急领导小组成员按到警报后，应立即停止工作，向指挥中心集结，同时安排本单位或部门人员作好职责范围内的一切准备工作。

(6) 安全培训和监督。项目部组织定期和不定期的安全培训，对各工种职工进行安全基本知识和技术安全教育，使各工种职工既有安全基本知识又有本工种的安全知识，其主要内容是：机械设备、电气作业、高空作业、防爆防尘等安全基本知识；本工种的技术安全规程；个人劳动防护用品的安全使用知识。同时，建立施工安全监督及举报制度，适当奖励举报人，并严厉处罚对举报人报复的人员。

5 文明施工

建设文明工地，开展文明施工是竖井项目施工的重要管理举措，这对于降低施工材料消耗，保证施工安全生产，起着非常重要的作用。建立文明施工保证体系，做到文明施工、文明工地、文明生活管理，创建“文明施工先进单位”，塑造工地良好形象。

在该箕斗竖井施工现场，绘制各施工单元的平面布置图的示意牌板，放置在各相应主要入口处，标明工程名称、工程量、开竣工日期和工程负责人等；搞好场区内的材料堆放和设备存放。办公场所墙面整洁，办公用具摆放有序，施工图表及资料张帖悬挂整齐；支护用混凝土严格按照配合比进行搅拌， 计量准确，用水清洁，混凝土搅拌站附近散落的材料及时清理，运送混凝土做到不撒不漏，保持搅拌站整洁；井口与井筒内的各种悬吊设备整齐有序，安卡固件保证符合要求。

6 结 论

大红山铁矿箕斗竖井快速施工的实质是在保证施工安全和工程质量的前提下，充分利用机械化装备合理配套发挥出的高能高效，经过严格的施工组织与管理来缩短井筒建设工期。大红山铁矿废石箕斗竖井在小井径超深的情况下能够实现快速施工，与有效的施工工序管理有关，和严密、科学的施工质量与安全管理更是密切相关的。该箕斗竖井施工过程中始终坚持“安全第一，预防为主；质量为本，顾客至上；全员参与，持续改进”的质量和安全方针，为快速掘进奠定了基础。

参考文献：

[1]沈 毅，万战胜，汤丽立.复杂地质条件下千米竖井快速施工技术研究[J].路基工程，2010，10(3):236-239.

[2]田 晓，万援朝. 千米立井深孔爆破[J].煤炭科学技术，1999，27(2):25-27.

[3]张传余，唐燕林，鲍胜芳.超大超深立井施工设备选型及布置[J].采矿技术，2013，13(6):103-106.

[4]赵兴东.井巷工程[M].北京：冶金工业出版社，2010.

[5]何二兵，吴官宏，许彩艳.金元水电站小断面、深竖井施工安全管理[J].云南水力发电，2013，29(2):81-83..